Важное значение имели работы, проведенные И. В. Мушкетовым в Ессентуках, где, ознакомившись с материалами многочисленных разведок, он пришел к заключению о возможном наличии здесь ряда крупных водоносных трещин в третичных мергелях, и, заложив два шурфа, одним из них — № 20 — на глубине около 10 м вскрыл в этих мергелях минеральные углекислые хлоридно-гидрокарбонатные натриевые воды с минерализацией 8.7 г/л, очень близкие по составу к водам источника № 17. Приток минеральной воды в шурфе № 20 составил не менее 80 ведер в сутки и при этом не повлиял на дебит источника № 17. Все это позволило И. В. Мушкетову рекомендовать Горному департаменту отказаться от проекта Л. Дрю и ограничиться лишь улучшением каптажа в штольнях источников № 17 и № 18, а также закрепить и обделать шурф № 20 так, чтобы воду его можно было эксплуатировать в ближайший лечебный сезон 1885 г., чем достигалось почти без затрат увеличение ессентукской щелочной воды более чем в три раза.
Весной 1885 г. в конце марта И. В. Мушкетов был командирован на один месяц в Крым для обследования оз. Саки с целью установить степень и характер влияния добычи самосадочной соли в озере на целебные грязи местной лечебной станции. Ознакомившись и с другими солеными озерами Крыма, И. В. Мушкетов по условиям формирования подразделил их на три типа — устьевые, заливные и материковые. Первые два питаются за счет вод моря и только отчасти материка, третий же тип — исключительно за счет вод материка. Эти выводы имели и важное практическое значение: озера морского питания обладают крупными возобновимыми запасами, тогда как материковые при усиленных водозаборах легко истощаются. Сакское озеро И. В. Мушкетов отнес к устьевому типу. Первоначально бывшее лиманом, оно постепенно отделилось от моря пересыпью, через которую в 1885 г. для нужд солепромышленности сооружался канал, вновь открывающий свободный доступ морским водам в озеро. Во избежание их воздействия на лечебные грязи И. В. Мушкетов рекомендует одновременно с сооружением канала возвести перемычку для отделения восточной части озера, где размещается грязелечебница. К сожалению, рекомендацией пренебрегли и через несколько лет лечебные грязи утратили многие из своих целебных свойств.
Весной 1886 г. к И. В. Мушкетову обратился заведующий строительством Закаспийской военной железной дороги генерал-лейтенант М. Н. Анненков с предложением провести геологические изыскания по ее .трассе с целью выяснения некоторых практических вопросов, в частности разработки способов борьбы с летучими песками, использования подземных вод для питьевого и технического водоснабжения и др. И. В. Мушкетову это предложение позволяло продолжить и дополнить прежние исследования по геологии Туркестана, в чем он был очень заинтересован. Но предельно занятый другими работами (подготовкой к изданию материалов по Калмыцкой степи, курса «Физической геологии» и др.), он не мог в том году лично участвовать в экспедиции и рекомендовал М. Н. Анненкову для этих работ двух своих учеников — выпускающихся горных инженеров К. И. Богдановича и В. А. Обручева, которые могли начать исследования уже в 1886 г. под его, И. В. Мушкетова, научным руководством и по его программам. М. Н. Анненкова такое решение удовлетворило, и он предложил И. В. Мушкетову возглавить научную организацию предстоящих геологических исследований в Закаспийской области. К слову сказать, К. И. Богданович и В. А. Обручев рассчитывали, став вольноопределяющимися железнодорожных военных батальонов, сочетать научные исследования с прохождением обязательной для них военной службы.
И. В. Мушкетов составил обстоятельную программу, в которой, в частности, указывалось, что «геологические исследования... по линии Закаспийской... железной дороги вызываются не только научным интересом, но главным образом некоторыми практическими вопросами, как, например, необходимостью выяснить водоносные горизонты в степи, условия происхождения источников, летучих песков и пр. Для решения таких вопросов, имеющих весьма важное значение для будущности не только железной дороги, но и вообще для Закаспийского края, невозможно ограничить геологические исследования исключительно линиею... железной дороги, а необходимо изучить более широкую полосу по ту и другую сторону ее».{10}